据报道，北京时间 5 月 24 日上午 10 点 30 分，马斯克旗下的 SpaceX（美国太空探索技术公司）的猎鹰 9 号火箭将 60 颗 Starlink 卫星发射升空，其雄心勃勃的“星链（Starlink）”计划终于拉开组网序幕。
这项 2015 年提出的计划，规模极其巨大，总计要在 2025 年前发射近 12000 颗卫星。有自媒体认为，该计划表示美国将在太空中建立下一代宽带网络，绕过 5G，直接升级到 6G，并据此认为“6G 并不遥远”。
那么这个庞大的“星链”计划，到底靠不靠谱？
库叔今天就来聊一聊。
文：张弛 科普作者，通信博士，笔名“奥卡姆剃刀”
编辑：李浩然瞭望智库
来源：瞭望智库（微信公众号）
用上万颗卫星包裹全球，靠谱吗？
目前，全世界在轨提供服务的卫星也不过 1700 多颗。
之前，马斯克计划发射 4425 颗卫星，这个数量已经很吓人了，现在又涨到了 12000 颗。
我们不禁要问：用上万颗卫星包裹全球，这个“星链”计划靠谱吗？
目前看来，不太靠谱。
且不说发射卫星所需的巨大成本压力以及在政策上面临的重重阻力，单在技术方面，“星链”计划就很不过关。
一是速率不够。
根据“星链”计划的官方文件，一颗卫星的典型覆盖面积是 353 万平方公里，相当于 9 个多德国和 220 个北京。要知道，全世界比这个面积大的国家也只有 6 个。
马斯克“星链”计划卫星的高度和下倾角数据（图源网络）
即使考虑到卫星采用了相控阵技术，真正服务地区比覆盖面积小些，但其范围也是惊人的。
现在，光北京就建设了 2 万座左右的铁塔，每座铁塔上还不止一家基站，这么一颗卫星就能为上百个北京这么大的区域提供服务，速率能够吗？当然不够。
二是很难连上。
前几天，网上有个消息传爆了：有人称其手机连上了马斯克的 TintinA 卫星的 Wi-Fi。
有人称其手机连上了马斯克的 TintinA 卫星的 Wi-Fi（图源网络）
马斯克在跟他人的对话中称“不要告诉别人，密码是 martians”。
马斯克在社交媒体上与人对话称“不要告诉别人，密码是 martians”（图源网络）
于是，很多人就以为，自己的智能手机以后可以接入卫星 Wi-Fi 了。
这个想法就有点天真了，因为 TintinA 卫星与我们用的普通智能手机频率对不上，两者不可能直接通信。
无线电波有一个特性，频率越高，电波的指向性就越强，也就更利于集中能量将信号传递到远方。
马斯克的互联网卫星使用的是 Ka 和 Ku 波段，在 20GHz 左右。
马斯克互联网卫星使用的是 Ka 和 Ku 波段，手机无法接收（图源网络）
而我们用的智能手机使用的 Wi-Fi 频段分别是 2.4GHz 和 5GHz，相对来说全向性就比较强，在路由器周围任何方向都有较均匀的信号，以方便我们的使用。但 Wi-Fi 的全向性信号衰减很严重，会随着距离变化呈平方倍衰减，如果加上空中干扰，可能是立方倍衰减。
因此，2.4GHz 和 5GHz 的信号本身就传不了多远，更不用指望传递给太空中的卫星了。
那么，我们的手机能收到卫星发射的信号吗？
前面说过，卫星的信号频率在 20GHz 左右，我们手机根本就没有接收这个频段的接收器，所以不可能收到。
也就是说，手机不可能收到 TintinA 卫星的信号，手机的 Wi-Fi 信号也不可能发射到卫星。
因此，普通手机连接成功卫星 Wi-Fi 的图片是骗人的，除非你用的是卫星电话。
“星链”如何为地面上的手机提供上网服务？
现行手机的信号不可能发射到卫星，而且与卫星直接通信的设备不能有遮蔽顶，所以要在室外空旷地域装转发器，以 20GHz 左右的频率与卫星通信，以 2.4GHz 或 5GHz 跟手机通信。
“星链”要为地面上的手机提供上网服务，需要有转发器（图源网络）
但是，这个转发器的对星频率有问题，它跟我国 5G 规划的 28GHz 频率完全重合。也就是说，将来我国的大街上会密布 28GHz 的 5G 微基站，旁边如果还有着相同频率的卫星转发器，将会严重干扰 5G 微基站的信号。
那么多专家，难道都不懂？
很多网友会有疑问，库叔说的都挺有道理，但 Google、Facebook、SpaceX 有那么多技术专家，难道他们不懂？
照理说，常规的科研项目要经过技术论证，稍有疑点就要进行反复论证，以确保所有技术环节的科学原理都成立，而且有足够可靠的工程方法。
然而近年来，美国兴起了 IT 创投思维，跟常规的严谨科研不同，它的基本套路就是讲故事、卖情怀、拉投资，稍微搞出点成果就大肆宣传，目的是拉来更多投资。
这种报喜不报忧的互联网套路，掩盖了实际存在的大量技术障碍，因此这些项目失败的几率极大，投资人的钱也会跟着打水漂。
从 2014 年开始，美国科技人士似乎就为全世界人民的上网问题“操碎了心”，搞的计划形形色色，有用卫星的、有用无人机的、有用热气球的，总之就是往天上搞，核心卖点就是要覆盖足够大、用户足够多。
库叔举几个例子：
*2014 年春节期间，一则类似消息同样引爆了网络：美国一家名为“媒体发展投资基金”的公司宣布了一个名为“外联网（Outernet）”的计划，要发射几百颗低轨道卫星，为全球 4.3 亿上不了互联网的人们提供网络服务。
很多人非常兴奋——终于可以高速、廉价、无障碍地上网了。
2014 年，美国一家公司宣布推出“外联网”计划，目标是让网络覆盖全球（图源网络）
然而实际上，这项计划的核心技术是“单向组播”，地面工作站将信息分组整理后上传到卫星，然后由卫星转发到所覆盖的地域。
这跟卫星广播电视是一个道理，你可以选择适合的信息，但不能上传信息。
不能上传信息就是没有交互性，QQ 和微信不能用，微博也发不了，只能被动地看推送信息。
这是广播服务而不是互联网。
有意思的是，该公司的宣传图片却向人们传达了能够双向通信的印象，比如下边这张图片，人在旷野上通过“外联网”跟卫星进行联络，暗示能叫来救援。实际上，信息并不能上传。
“媒体发展投资基金”公司推出的“外联网”宣传图片（图源网络）
2015 年，又有消息称，Google 与 SpaceX 合作发射 700 颗通信卫星，构建全球无线互联网。
700 颗听着不少，关键要看服务多少人。
按全世界人口1/10 的 7 亿用户来算，平均每颗要服务 100 万用户，按照每颗卫星 1Gbps 总速率来计算，平均每个用户只能分得 1kbps，甚至远远低于拨号上网时代，根本就无法使用。
Google 还推出过利用热气球提供 Wi-Fi 的计划。
这也并不是什么新把戏，只是抄袭了军用系留气球（使用缆绳将其拴在地面绞车上并可控制其在大气中飘浮高度的气球）和平流层飞艇的创意——在吊篮上放置通信转发器，升空后覆盖作战地域，起到了通信中继的作用。
谷歌用热气球提供互联网的项目名称为“潜鸟计划”（Project Loon）（图源网络）
2016 年 7 月份，扎克伯格也跟风搞了个给全世界人民提供互联网服务的计划，这回用的是能发射激光的无人机。
FaceBook 公司推出的“天鹰”（Aquila）计划，通过可以发射激光的无人机完成信号传输（图源网络）
其实这种无人机早就有，只是因为主要用于军事而不被公众所了解。为此，FaceBook 公司还收购了英国一家生产这种无人机的公司。
细究起来，这个无人机方案也存在很多疑点：
一是用无人机提供信号难度简直太大。
无人机向地面提供的信号覆盖半径约为 100 公里，其航速约为 100 公里/小时，这个半径 100 公里的信号覆盖区是高速移动的，你必须以 100 公里/小时的速度跟着无人机跑才能持续上网。
或者每隔 200 公里就安排一架无人机，让它们排着队依次飞行。显然，这种接力工作模式很不靠谱。
二是用“激光”作为通信手段，大气干扰太大。
报道中提到用“激光”作为通信手段，曾让很多人感到兴奋，其实很不靠谱。
卫星之间通过激光进行通信确实可行，这叫作“星际激光链路”，但那是在没有大气扰动的太空。
对这种方式而言，距地面上万米距离的大气干扰是个严重的问题。
三是激光还具有极强的方向性。
如果你手持激光笔对着墙上照就会发现：如果 10 米远，即便手腕抖动很轻微，墙上光斑的跳动距离也会很远；如果对着 20 米远的墙上照，光斑就跳动得更远。
激光具有方向性好的特点（图源网络）
飞行中的无人机抖动很厉害，距离地面成千上万米，那么，激光在地面上来回跳动的尺度得有多大？
地面站给飞机中的无人机发射激光，必须连续精准地调整激光发射器的角度，以跟上不断变化位置的无人机。这个难度不是一般的大，商业应用恐怕很难成功。
由上可见，无论是卫星、热气球还是无人机，其宣传思路都是位置足够高，覆盖面积大，服务用户多，往往打出为贫穷人群提供信息自由的情怀牌，然后给出众筹链接。
但由于总速率资源有限，用户的平均速率资源会极其微薄，这一点他们绝口不提。
后来，“外联网”卫星计划没有圈到钱，黄了；谷歌热气球和 FaceBook 公司无人机计划也没了下文。
现在，马斯克的“星链”计划又开始火了……
要让人人都上网，还得学中国
理论上，一个站点的带宽资源基本固定，所服务的用户数越多，单个用户分得的速率就越少。
那么，如何才能让每个人都能高速上网？
正确的操作方式是缩小站点范围，把站点资源分配给更少的人群，每个人得到的资源就更多。
站点服务范围越来越小，这也是未来 5G 的发展趋势。
现在，全球共有约 600 万座 4G 基站，中国就占据了 400 多万座，其他的基站被美国等 190 多个国家共同拥有。
在大国中，中国的电信覆盖率是第一，遥遥领先于美国、俄罗斯、澳大利亚等国。
为什么中国能取得这样的成就？
这源于中国的“村村通”政策——政府要求 95% 以上的偏远山区必须有电信信号，而且资费不得高于城镇地区。
自 2003 年开始，工信部每年都会给三大运营商下达偏远山区电信建设任务，经过十多年的建设，已经完成了目标。
2017 年 12 月份，笔者曾去贵州贫困山区考察扶贫，来到六盘水市淤泥乡岩博村，处于海拔 2000 米的山地丘陵地带。
一下车，笔者掏出手机测速，发现网速竟然高达 30 兆。
村干部介绍了当地的网络情况：4G 网早就建成了，乡里曾经要求他安排村民去山沟里寻找信号盲区。
这个村干部不知道的是，他们村的网速已经超过了澳大利亚首都堪培拉！
遵义市平正葛哥佬族乡草王坝村，有很多家坐落在一座山头两侧的洼地里。为了这几十户人，相关单位在这里安装了两座铁塔，保证所有人享受到现代通讯带来的便捷。
实际上，这些村民一个月交的话费还不到 800 块钱，连两座铁塔的电费都不够。
在保证广大偏远贫困地区的电信覆盖率方面，中国走在了全球最前列。在中国，几乎所有偏远山村、铁路沿线、国道两边都有信号。
美国的电信覆盖率远低于中国，就是因为他们走的是完全商业化的道路——运营商更乐意在经济发达的人口密集区建设基站，那里赚钱多，不乐意在人口稀疏的偏远地区建站，因为赚不到钱。
所以，著名的黄石公园居然没有信号，这在中国是无法想象的。
说到底，美国人大喊“给全世界人民提供互联网服务”的口号没有多大实际意义，先搞掂本国的电信覆盖率才是要务。
现在，很多人对我国电信业建设的巨大成就缺乏认识，反而把在美国存在巨大争议的马斯克当神一样崇拜。
在电视访谈节目中，马斯克自己也公开承认，他心目中的航天英雄阿姆斯特朗和尤金赛尔南都公开反对他。
其实，不仅这两位，很多美国专家都很清楚马斯克计划存在着大量技术问题。
当然，我们不能说马斯克的这个计划一无是处，但确实也应该冷静分析、客观看待，没有必要一味热捧，更没必要妄自菲薄。
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责编：戴丽丽 李逸博
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